Vi diskuterar alternativa tillvägagångssätt för utveckling av halvledarprodukter.
/ Foto Unsplash
Förra gången om material som kan ersätta kisel vid tillverkning av transistorer och utöka deras kapacitet. Idag diskuterar vi alternativa tillvägagångssätt för utveckling av halvledarprodukter och hur de kommer att användas i datacenter.
Piezoelektriska transistorer
Sådana anordningar har piezoelektriska och piezoresistiva komponenter i sin struktur. Den första omvandlar elektriska impulser till ljudimpulser. Den andra absorberar dessa ljudvågor, komprimerar och, följaktligen, öppnar eller stänger transistorn. Samarium selenid () - beroende på tryck antingen som en halvledare (högt motstånd) eller som en metall.
IBM var en av de första som introducerade konceptet med en piezoelektrisk transistor. Företagets ingenjörer är engagerade i utvecklingen inom detta område . Deras kollegor från UK National Physical Laboratory, University of Edinburgh och Auburn arbetar också i denna riktning.
En piezoelektrisk transistor förbrukar betydligt mindre energi än kiselenheter. Tekniken först i små prylar som det är svårt att ta bort värme från - smartphones, radioenheter, radarer.
Piezoelektriska transistorer kan även användas i serverprocessorer för datacenter. Tekniken kommer att öka energieffektiviteten för hårdvara och kommer att minska kostnaderna för datacenteroperatörer på IT-infrastruktur.
Tunneltransistorer
En av de största utmaningarna för tillverkare av halvledarenheter är att designa transistorer som kan kopplas om vid låga spänningar. Tunneltransistorer kan lösa detta problem. Sådana anordningar styrs med hjälp av .
Således, när en extern spänning appliceras, växlar transistorn snabbare eftersom elektroner är mer benägna att övervinna den dielektriska barriären. Som ett resultat kräver enheten flera gånger mindre spänning för att fungera.
Forskare från MIPT och Japans Tohoku University utvecklar tunneltransistorer. De använde dubbelskiktsgrafen för att en enhet som fungerar 10–100 gånger snabbare än sina motsvarigheter i silikon. Enligt ingenjörer, deras teknik designprocessorer som kommer att vara tjugo gånger mer produktiva än moderna flaggskeppsmodeller.
/ Foto PD
Vid olika tidpunkter implementerades prototyper av tunneltransistorer med olika material - förutom grafen var de и . Tekniken har dock ännu inte lämnat laboratoriernas väggar, och det är inte tal om storskalig produktion av apparater baserade på den.
Spin transistorer
Deras arbete är baserat på rörelsen av elektronsnurr. Spinnen rör sig med hjälp av ett externt magnetfält, som ordnar dem i en riktning och bildar en spinnström. Enheter som arbetar med denna ström förbrukar hundra gånger mindre energi än kiseltransistorer, och med en hastighet av en miljard gånger per sekund.
Den största fördelen med spin-enheter deras mångsidighet. De kombinerar funktionerna hos en informationslagringsenhet, en detektor för att läsa den och en omkopplare för att överföra den till andra delar av chipet.
Tros ha varit banbrytande för konceptet med en spintransistor ingenjörerna Supriyo Datta och Biswajit Das 1990. Sedan dess har stora IT-företag tagit upp utvecklingen inom detta område, . Men hur ingenjörer, spin transistorer är fortfarande långt ifrån att dyka upp i konsumentprodukter.
Metall-till-luft transistorer
I sin kärna påminner driftsprinciperna och designen för en metall-lufttransistor om transistorer . Med några undantag: avloppet och källan för den nya transistorn är metallelektroder. Enhetens slutare är placerad under dem och är isolerad med en oxidfilm.
Drain och source är inställda på ett avstånd av trettio nanometer från varandra, vilket gör att elektroner kan passera fritt genom luftrummet. Utbytet av laddade partiklar sker pga .
Utveckling av metall-till-luft-transistorer ett team från University of Melbourne - RMIT. Ingenjörer säger att tekniken kommer att "andas nytt liv" i Moores lag och göra det möjligt att bygga hela 3D-nätverk från transistorer. Chiptillverkare kommer att kunna sluta oändligt minska tekniska processer och börja skapa kompakta 3D-arkitekturer.
Enligt utvecklarna kommer driftfrekvensen för den nya typen av transistorer att överstiga hundratals gigahertz. Utgivningen av teknik till massorna kommer att utöka kapaciteten hos datorsystem och öka prestanda för servrar i datacenter.
Teamet letar nu efter investerare för att fortsätta sin forskning och lösa tekniska problem. Dränerings- och källelektroderna smälter under påverkan av det elektriska fältet - detta minskar transistorns prestanda. De planerar att åtgärda bristen inom de närmaste åren. Efter detta kommer ingenjörer att börja förbereda sig för att få ut produkten på marknaden.
Vad mer vi skriver om i vår företagsblogg:
Källa: will.com